[发明专利]抗高温变形的高强度铂族金属材料和制备方法

说明书

本发明涉及一种抗高温变形的高强度铂族金属材料和制备方法，该材料由铂族金属和强化相组成，该强化相为弥散分布在铂族金属中氧化锆、氧化钇、碳化钛颗粒中的任一种和几种，所述材料各组分重量百分含量为强化相0～≤0.4wt%，铂族金属为余量。该材料在高温下尤其是1400℃及以上的高温条件下特定环境下具有高强度及优异的抵抗变形、耐电烧蚀、抗冲刷、抗腐蚀和高温抗蠕变性能，采用这种材料制备的组件抵抗高温变形性能好，使用寿命长，能有效降低应用领域生产成本。

技术领域

本发明属于金属材料领域，特别涉及一种抗高温变形的高强度铂族金属材料和制备方法。

背景技术

工业领域需要广泛用到能承受高温（尤其是1400℃以上）抵抗变形、耐电烧蚀、抗冲刷、耐腐蚀等苛刻环境的金属材料。铂族金属材料因其熔点高、抗氧化、耐腐蚀等优异性能而得到大量使用。铂族金属材料是一种极具优势的高温金属材料，但是高温力学性能差。现有技术在铂族金属基体中通过固溶强化以及第二相粒子内氧化强化手段，使其高温力学性能得到一定的提高，但由于受制于合金固溶的均匀性程度、内氧化深度等不足，使得材料高温力学性能改善不足。随着工业的进步，对于材料的要求也越来越苛刻，现有技术制备的铂族金属材料在高温环境尤其是1400℃以上的高温条件下特定环境的抗变形、耐电烧蚀、抗冲刷、抗腐蚀性能无法满足预期要求，使得采用这些材料制备的组件在高温条件易蠕变变形，使用寿命短。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗高温变形的高强度铂族金属材料和制备方法，该材料在高温环境尤其是1400℃以上条件下特定环境下具有高强度及优异的抵抗变形、抗冲刷、抗腐蚀和高温抗蠕变性能，采用这种材料制备的组件抵抗高温变形性能好，使用寿命长，能有效降低应用领域生产成本。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

抗高温变形的高强度铂族金属材料，该材料由铂族金属和强化相组成，该强化相为弥散分布在铂族金属中氧化锆、氧化钇、碳化钛颗粒中的任一种和几种，所述材料各组分重量百分含量为，强化相0～≤0.4wt%，铂族金属为余量。

所述铂族金属为铂、铑或/和铱，其中铑和铱的重量百分含量为，铑：1～30wt%；铱：0～10wt%。

所述强化相各组分的重量百分含量为：ZrO₂＞0～0.3wt%；Y₂O₃＞0～0.2wt%；TiC＞0～0.2wt%。

所述强化相颗粒粒径均＞0～≤0.1μm。

上述的用作抵抗高温变形的高强度铂族金属材料的制备方法，有以下步骤：

1）配料

按上述金属材料的各组分配料；

2）造液

强氧化酸溶液溶解铂族金属原料，加入0.5-0.8倍的铂族金属重量的固体氯化钠和质量分数为5-20%的氢氧化钠溶液，加入去离子水调节pH值至8-10；加热至60～80℃，均匀搅拌下，加入质量分数为50～90%的水合联氨试剂，并加入强化相各组分，搅拌至溶液由深褐色变成清亮无色，沉淀、过滤，用去离子水进行反复清洗沉淀，获得铂族金属包裹强化相的湿粉体；在200～700℃条件下高温煅烧20～60min，获得均匀、细小的粉体材料；

3）烧结

将步骤2）所述粉体材料进行过筛、均匀重混，在30～200MPa压力下压制10～30min，1200～1500℃烧结，形成致密度≥99.5%的致密烧结体；

4）成型加工

将步骤3）得到的烧结体1000～1500℃开坯锻造，终锻温度为900～1400℃，按照单道次变形量≤15%、总变形量≤70%冷轧，获得满密度的致密材料，机加工成型，得到高强度铂族金属材料。